Лекція 5 Давильні роботи

У одиничному та серійному світлотехнічному виробництві часто виникає потреба у виготовленні деталей осесиметричної форми (наприклад, відбивачі СП промислового освітлення, прожектори). Крім витяжного обладнання, для такої роботи підходять і давильні стани. Схема їх наведена на рис. 9.

Рис. 9 - Стан з давильною оправкою

На шпиндель 1 насаджено давильну оправку 2, профіль якої відповідає необхідній формі майбутньої деталі. Плоска кругла заготовка 3, отримана на вирубному стані, притискується до оправки притискним гвинтом 6. При обертанні шпинделя давильний ролик 4, переміщення якого у площі креслення керується приводом 5, заготовка згинається, приймаючи форму оправки. Ця схема може бути оснащена додатковим до 4 роликом, функція якого полягає в обрізці верхньої кромки заготовки.

Оправку виготовляєтья з дерева при експериментальному виробництві, або з металів (алюміній, сталь) чи сплавів (чавун) при поточному виробництві.

У ротаційному способі виготовлення деталей СП осесиметричної форми, який широко використовується у світлотехнічному виробництві, принцип роботи той самий, з тією тільки відмінністю, що обертається не оправка навколо заготовки, а навпаки.

Якщо форма заготовки ускладнена, технологічний процес розділяється на кілька простих операцій, що називаються переходами (на одному і тому ж давильному стані використовують різні оправки). Кількість таких переходів для деталей різної форми при різній глибині давильних робіт наведена у табл. 3. Таблиця 3 - Кількість переходів для давильних робіт.

h/d	Форма деталі
	циліндрична	сферична	конічна
 1	1	1	1
1,1-1,5	1-2	1	1
1,6-2,5	2-3	1-2	1-2
2,6-3,5	3-4	2-3	2-3
3,6-4,5	4-5	3	3-4
4,6-6,0	5-6	4	4

Видно, що при давильних роботах, як і при витяжних виконується один і той же критерій глибини: якщо h / d  2 (d / h  0,5) давління є глибоким (більше одного переходу).

Деталь, одержана на давильному стані, потребує подальшої обробки.

Річ в тому, що на її зовнішній поверхні залешаються концентричні сліди від давильного ролика. Їх можна позбутися при обробці деталі шабером (за (шабер – це пластинка, загострена з одного кінця, що використується для скобління металів), або наждаковим папером.

Механічна обробка

Механічна обробка є процесом руйнації матеріалу заготовки, наслідком якого є готова деталь. Найбільш розповсюдженим інструментом при цьому є різець (див. рис. 10).

Рис. 10 - Різець.

Робоча частина різця 1 складається з передньої поверхні 2 (якою сходить стружка) задньої поверхі 3 і ріжучої кромки 4 (лінія перетину двох вказаних поверхонь).

Результивна сила, під дією якої знімається стружка, визначається як F = P / sin , де Р – сила, прикладена до різця.

Різці мають бути виконані з красностійкого матеріалу, тобто такого, що витримує теплове навантаження. Це навантаження є наявним внаслідок того, що 99,5% механічної роботи йде на виділення тепла, і тільки 0,5% переходить у потенційну енергію гратки деформівного матеріалу. Виділене тепло частково (60%) уноситься стружкою, частково поглинається деталлю і інструментом. Таким чином температура на різці може досягати близько 1500 С. Пам’ятаючи про те, що високотемпературна деформація в будь-якому матеріалі починається від температур, близьких до 0,5 Т_пл. (звільнення дислокацій від домішкової атмосфери Котрелла і їх активне пересування), треба обирати тугоплавкий матеріал для різця.

Розповсюдженими механічними операціями у світлотехнічному виробництві є токарні, фрезерні і сверлильні. Токарні застосовують для обробки деталей з формою тіла обертання (вали, втулки, диски). Сверлильні операції використовуються для обробки корпусних деталей СП і забезпечують 6 клас шорсткості (Ra = 2,5) поверхні і точність обробки за діаметром 0,05-0,08 мм. Різновидами сверлильних операцій є розсвердлювання, розгортання, зенкерування і цекування. Фрезерні операції застосовуються для проточки деталей СП. На світлотехнічних підприємствах широко використуються високопродуктивні фрезерні верстати з ЧПУ (числовим програмним управлінням). У таких верстатів вся інформація, необхідна для виконання обробки деталі задається у числовому вигляді і вводиться у керувальний орган.

Для економії часу, на промислових станах ці операції часто реалізовані у паралельному виконанні (рис.11, а). Того жє ефекту можна досягти і шляхом зменшення розрахункової довжини оброблювальної заготовки (рис.11, б).

Рис.11 - Схеми підвищення ефективності механічної обробки

Завершуючи розгляд грубих методів механічеої обробки звернемо увагу на електрофізичний спосіб різання. Цей метод часто використовується у допоміжному світлотехнічному виробництві – при виготовленні штампів і ливарних форм. Схематично цей метод наведено на рис. 12.

Рис. 12 - Електрофізичний спосіб різання

Сутність цього методу полягає в такому. При підведенні напруги до електродів, одним з яких є інструмент (форма) 2, а другим – власне деталь 1, у міжелектродному проміжку середньою шириною d виникає електричне поле. Це поле є неоднорідним, воно збільшується на ділянках з меншою міжелектродною відстанню (тобто там, де є виступи на деталі чи формі). При певному значенні напруження і ширині d величина цього поля стає достатньою для максимального прискорення електронів, що емітуються металом (катодом). Якщо кінетична енергія вільних носіїв струму досягає рівня енергії іонізації атомів робочої рідини 4, яка розділяє електроди, виникає дуговий розряд. Як наслідок цих процесів, стрімко зростає кількість вільних носіїв заряду, тобто збільшується струм. За законом Джоуля-Ленца (QI², де Q, I – кількість тепла, що виділяється на провіднику, і струм відповідно), у розрядній області швидко зростає температура. Через це температура поблизу мікровиступів 3 заготовки досягає вражаючих значень (510³ С - 410⁴ С) і перебільшує температуру плавління будь-якого металу чи сплаву. Розряд триває, досі є причини, що його підтримують (потужне електричне поле поблизу мікровиступів). Після виплавлення “зайвого” матеріалу 5 заготовки в даній області розряд “перекидається” на інші “зайві” ділянки. Тобто електрод-форма фактично здійснює самоконтроль процесів розрядної обробки матеріала. Міжелектродна відстань у цій схемі складає сотні мвкрон, що дає можливість користування порівнянно низькою напругою (до 250 В). Перевірено, що використання повітря замість робочої рідини (зазвичай, керосину, солярки, дизпалива) не є доцільним через завищену електричну міцність повітря.

Є сенс окремо обговорити як переваги, так і недоліки описаного методу.

Переваги:

1.Можливість обробки матеріалу будь-якої міцності чи в’язкості без створення спеціального інструменту.

2. Можливість копіювання деталлю форми інструмента при простому поступальному рухові останнього (що досягається незначними механічними зусиллями).

3. Можливість одержання в деталі складних внутрішніх отворів, які не можна отримати звичайними способами механічної обробки.

4. Можливість автоматизації цієї схеми.

Недоліки:

1. Унеможливлення обробки матеріалів, що не проводять струм.

2. Суттєва тривалість процесу.

3. Необхідність постійного контролю і заміни робочої рідини, що швидко забруднюється викидами виплавленного малеріалу.

Контрольні запитання

1. Робота стану з давильною оправкою.

2. Операції механічної обробки матеріалу.

3. Електрофізичний спосіб різання.